《制作简易杆秤》课件

第十二章简单机械第2节

制作简易杆秤R·八年级物理下册项目提出天平可以称量物体的质量。不知道你想过没有，要使用天平测量质量较大的物体（比如100kg的物体），是不是很不方便？“秤砣虽小压千斤”，我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。学习了杠杆平衡条件的知识，你也能制作一个简易杆秤。点击图片播放视频项目分析杆秤由带秤星的秤杆、秤砣（砝码）、秤盘、提纽等组成。秤杆秤砣秤盘提纽使用：称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。秤杆秤砣秤盘提纽原理：如图，秤杆相当于杠杆，提纽B

相当于其支点，杆秤的重力为G秤(包括秤杆、秤盘的重力，不包括秤砣的重力)，重心在D

点。秤杆在水平位置平衡时，由杠杆的平衡条件可得G物lAB+G秤lBD=G砣lBC，即m物lAB+m秤lBD=m砣lBC。若不计杆秤的重力，则有m物lAB=m砣lBC。秤杆秤砣秤盘提纽制作：要制作杆秤，我们应该选择什么材料？提纽和秤盘的位置如何确定？如何确定杆秤的零刻度位置及刻度线？项目实施请你发挥自己的聪明才智，认真思考前面提出的问题，并利用身边常见的材料，制订具体的制作方案。材料：一根长度约为40cm的木制筷子，一个小盆，一个20g钩码，一个100g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。制作过程1.确定提纽位置：在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A

稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A

处作为秤盘，在槽B

处系一根细线作为提纽。2.确定定盘星位置：用细线系一个20g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使杆秤平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置，如图。制作过程3.确定刻度线：在秤盘中放100g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤砣细线在秤杆上的位置C，并记为100g。在定盘星O

到C

之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2g，如图。展示交流用制作好的杆秤称量一些物体的质量，再与用天平称量的结果进行比较。比一比谁制作的杆秤称量更准确。某同学制作的杆秤☆想一想，怎样提高称量的精度？减小秤砣的质量；适当增加AB

的距离等。☆你能改变提纽的位置和秤砣的质量，制作一个可以称量更大质量的杆秤吗？增大秤砣的质量；适当减小AB

的距离等。练习1.杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB=3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量为_______g；接下来要测30g的人参片，需要将秤砣向B

点的_______（选填“左”或“右”）侧移动。40右2.杆秤是我国的传统衡器，凝聚着我国古代人民的智慧。用如图的杆秤测物体M的质量m，设秤砣的质量为m0。提起提纽，当杆秤水平静止时，物体M和秤砣的悬挂点到提纽的距离分别为lAB、lBC，杆秤的质量忽略不计。（1）m、m0、lAB、lBC应该满足的关系是_____________，由此可知，被测物体的质量与秤砣的悬挂点到提纽的距离lBC成____比，因此杆秤上的刻度是均匀的。mlAB

=m0lBC正（2）已知物体的悬挂点到提纽的距离为0.05m，秤砣的质量为100g，杆秤平衡时秤砣到提纽的距离为0.2m，则被测物体M的质量为____kg。0.4（3）若换一个质量为90g的秤砣，称得物体N的质量为0.5kg(即秤砣挂在0.5kg刻度处)，则秤砣悬挂点D(未画出)到提纽的距离lBD=______m，该物体的实际质量m实

=______kg。0.250.45（4）通过上述分析计算可知：当秤砣因磨损质量减少时，杆秤所示的质量值_______被测物体的真实质量。大于知识点1杠杆的基本计算1.如图所示,一轻质杠杆被细绳系在O点,在A处挂一实心金属块甲,B处挂一石块乙时恰好能使杠杆在水平位置平衡,已知OA=2OB,金属块甲的重力为G甲,石块乙的重力为G乙,则(

)A.G甲∶G乙=1∶2

B.G甲∶G乙=2∶1C.G甲∶G乙=1∶3 D.G甲∶G乙=3∶1

A基础通关3212.【安徽】如图甲所示,爸爸和小红坐在跷跷板的两侧,在水平位置保持平衡。将其简化成如图乙所示的杠杆,不计杠杆自重的影响,若小红的质量为15kg,则爸爸的质量为

kg。

60321知识点2杠杆的综合计算3.【核心素养·科学探究】如图甲所示,AB为轻质杠杆,AC为轻质硬棒且与力传感器相连,图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图象,则物体M的质量大小为

g。(g取10N/kg)

1000321

能力突破654

654

654

6546.研究物理问题时,常需要突出研究对象的主要因素,忽略次要因素,将其简化为物理模型。(1)如图甲所示,一质量分布均匀的杠杆,忽略厚度和宽度,长度不可忽略,用细线将它从中点悬起,能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图乙所示)释放,为研究其能否平衡,可将它看成等长的两部分,请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和动力、阻力的力臂,并用杠杆的平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡。G1G2O1O2Ol1l2解：如图所示。由于左右两部分等长,因此杠杆左右两部分的重力G1=G2,重心分别为O1和O2,可知OO1=OO2,因为左右两边的倾角相等,所以左右两部分重力的力臂相等,即l1=l2,因此满足杠杆的平衡条件G1l1=G2l2,因此杠杆在该位置仍能平衡。654(2)如图丙所示,一质量分布均匀的长方形木板,忽略厚度,长度和宽度不可忽略,用细线将它AB边的中点悬起,能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后(如图丁所示)释放,木板在该位置能否平衡?写出你的判断依据。解：不能平衡。因为重力和细线的拉力不在一条直线上,不是一对平衡力,木板受力不平衡,所以不能平衡。6547.如图所示的是使用手机和自拍杆自拍时的示意图,自拍杆可以看作一个

(选填“省力”或“费力”)杠杆(O为支点)。已知自拍杆长1m(质量忽略不计),手机对自拍杆竖直向下的作用力F2=3N,l1=10cm,l2=80cm,则手垂直于自拍杆的动力F1=

N。拍摄需要伸长自拍杆时,若保持F1的作用点、方向及支点位置不变,则F1将

(选填“变大”“变小”或“不变”)。

费力素养达标8724变大8.【立德树人·中国智慧】在数千年漫长的农业社会中,杠杆和根据杠杆原理制造的工具,在人类改造自然、发展生产的过程中发挥着重要作用。其中,杆秤是我国古代杠杆应用的杰作之一,它反映了我国古代人民的聪明才智。某同学在学习了杆秤的知识后,发现杆秤不仅可以称量物体的质量,还可以改为密度秤,用来测量液体的密度。于是他利用身边的器材自己动手制作了一个测量液体的密度的密度秤,如图所示。提纽固定在细木棒的重心O处,密度未知的金属块M固定在A点,钩码N是密度秤的秤砣,将钩码N挂在B点时,密度秤恰好